地铁铺轨常见问题及施工技术要求

地铁铺轨常见问题及施工技术要求

杨荣

中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610000

摘要:地铁是现代社会重要的交通设施,自19世纪出现以来渐渐得到世界各国的广泛关注,我国是目前世界上地铁线路最多的国家之一,这也对相关施工技术提出了较高要求。基于此,本文以地铁铺轨常见问题作为切入点,简述轨底坡、混凝土结构以及轨道状态等方面的问题,再以此为基础,重点论述地铁铺轨施工技术要求,并结合实例给予系统说明,为后续地铁铺轨工作提供必要参考。

关键词:地铁铺轨;轨底坡;混凝土结构

前言

地铁原指运行于地下的铁路,后指服务于地方运输性工作的铁路系统。最早的地铁出现于1863年的伦敦,我国则于20世纪开始进行地铁建设,地铁具有运力大、速度快、运行成本低、效率高的特点,近年来得到了各国的广泛重视,其建设过程中存在的问题也因此得到普遍关注,较为典型的是铺轨过程中的问题,针对问题类型、施工技术要求展开分析有较为突出的现实意义。

1.地铁铺轨常见问题

1.1轨底坡问题

轨底坡问题在一些运输压力较大的地铁系统中危害较为明显,列国对轨底坡的要求标准存在差异,基本情况如表1所示。

表1列国对轨底坡的要求标准

从表1数据中可以发现,由于建设标准的差异,各国轨底坡并不相同,这也导致该项工作缺乏通用性较高的经验。铺轨时,轨底坡控制不力会造成列车轮对对钢轨产生偏压,造成钢轨碾压光带偏移,使钢轨不均匀磨耗的产生,使钢轨磨损严重,也对列车轮对造成损伤,增大运营养护维修工作量。当坡度过大时,则可能影响列车运行的稳定性,坡度大于150°,这种影响会十分明显[1]。

结合表2数据可以发现,虽然混凝土问题类型多样,且发生率不相同,但有效的前期控制可以实现各类问题的预防[2]。结合一般性工作资料可得到结论,盲目追求施工进度,忽视桥梁沉降变形对道床的影响是造成混凝土方面问题的主要原因,此外道床混凝土浇筑前,基底处理不满足要求也可能导致裂缝、道基脱离。施工时质量控制不严,操作人员未按照相关技术要求施工或者施工组织不当,会全面增加各类问题的发生率。

结合表3数据可以发现,无论水位位置、垂直位置还是轨底坡出现偏差,都会导致损耗和运维费用的增加[2]。总体上看,人工测量的系统性和全面性较差,无法有效控制轨道几何状态,直接导致铺贴过程中的各项问题,当出现较大偏差时,后期的轨道精调工作量很大,甚至需要一些特殊的轨道扣配件进行矫正。

2.地铁铺轨施工技术要求

2.1工程概况

2012年4月,辽宁省沈阳市地铁10号线启动建设,该线路贯穿沈阳市市区大部,沟通南北交通,使浑南开发区和沈北新区被纳入城市交通系统中,增加了城区联系的紧密度。借鉴当地地铁1号线、地铁2号线的建设经验,市政建设单位与施工单位进行了多次探讨,拟定各项施工技术措施用于质量控制。

2.2轨底坡施工技术要求

由于车轮踏面与钢轨顶面主要接触部分是的斜坡,为保证地铁的工作成效,一般要求在铺设钢轨时,存在向轨道中心倾斜的角度,该角度的存在与轨道平面呈现横向坡度,也即轨底坡。进行轨底坡施工时,技术人员强调了钢轨支撑架的安装质量,有效保证了轨排与钢轨支撑架上轨底坡托盘斜面的角度,并应用了耐腐蚀螺栓进行固定,钢结构为现场预制,以无变形的钢轨作为支撑架。安装作业持续33天,所有钢轨支撑架在安装的过程中持续进行角度校对,确保不存在歪斜问题,轨底坡应用测量仪进行测量和控制,所有偏差不大于0.1%。为避免钢轨支撑架被后续施工扰动,拟定了混凝土浇筑的速度(S)、搅拌机械强度(R)、振捣时间(I)。以U表示扰动率、γ表示钢轨支撑架初始强度、α表示材料刚度,获取上述三个参数与扰动率的计算式为:

U=(0.457S*0.14R*0.08I)+γ2/2+0.15α.(式1)

式中的0.457、0.14、0.08、0.15等均为固定影响系数。通过BIM技术进行模拟,获取各项参数,浇筑速度为每秒1.8m,应用各类型机械进行浇筑作业均可,振捣时间不超过8s。为防止钢轨支撑架出现偏移额外进行施工校对,每完成30m施工进行一次校对,出现异常则分析原因进行处理。

2.3道床混凝土施工技术要求

混凝土问题对地铁铺贴质量的影响十分突出,为求有效控制沉降、道床与基底脱离、枕与道床脱离、密集裂缝、分层冒浆,本次施工采取间隔方式,在完成基本框架施工、待其沉降问题稳定后,再进行混凝土结构和轨道道床施工。施工作业前清理各类杂物,并对预埋L型连接钢筋进行检验,对于破损和遗漏部分给予补充,确保道床与梁面能联结一体,防止裂缝产生。同时监测地下水位置,以免出现基底分离、翻浆冒泥问题。混凝土结构施工参数在(2.2)中有过介绍,此处不再赘言。为保证各工序衔之间衔接紧密,严格计算混凝土终凝时间,本次施工采用的是普通的硅酸盐水泥,标号C40,其终凝时间为8小时。受到模具和施工环境、养护作业影响,施工方对拆模时间进行了计算,以Q表示拆模时间,以S表示施工环境影响,以Z表示养护作业影响,以X表示模具影响,以β表示不可控因素影响,获取拆模时间计算公式为:

Q=[(0.06S+0.13Z+0.07X)/6]+0.122β+8.(式2)

式中,0.06、0.13、0.122均为大数据收集后所获的固定影响系数,计算获取拆模时间为17.426h。此外,在拆模前,施工人员还对现场进行了半封闭处理,以免无关人员、车辆进入造成破坏。

结合此前工作资料可以发现,进行地铁铺轨作业前,一般需要通过大量测量工作提升设计的合理性,尤其是水平、垂直位置以及角度(轨底坡),轨道测量作业的主要作用是提升工作精度,并已经建设完成的部分给予及时的优化调整。在早期工作进行前,做好位置方面的设计和标准,并生成标准技术方案,各个分项目之间要进行技术交底,在施工过程中,结合技术方案进行完成部分的测量。在地铁铺轨施工中,使用CPⅢ精密测量技术采用全站仪自由设站配合轨检小车,根据轨道静态测量数据进行测量,有效保证了工作效果。

总结:综上,现代地铁铺轨对技术的要求较高,面临的问题也较多,需要给予有效处理,通过施工技术要求保证工程质量。总体来看,当前地铁普通质量问题包括轨底坡问题、混凝土结构问题、轨道状态问题等,在施工过程中,要求通过测量技术、养护技术、混凝土施工技术等方式应对上述问题。实例分析证明了上述理论的积极价值,可推广、应用于后续工作中,提升地铁铺轨质量。

参考文献:

[1]杨振伟,邓永林,郝利东等.智慧云平台在地铁铺轨中的应用研究[J].公路交通科技(应用技术版),2018,14(05):259-260.

[2]段启楠.轮胎式地铁铺轨车在隧道管片上行走时侧向稳定性分析[J].现代机械,2017(04):32-34.

[3]张旭.高铁CPⅢ技术在地铁铺轨工程中的应用及分析[J].工程建设与设计,2017(15):123-124+127.

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